南京大学科研团队在全钙钛矿叠层光伏技术领域取得重大突破。由先进制造学院、化学学院及现代工程与应用科学学院教授团队联合仁烁光能产业化研究团队,成功研制出光电转换效率达26.2%的大面积全钙钛矿叠层光伏组件。该成果经日本电气安全和环境技术实验室(JET)国际权威认证,刷新了同面积等级组件的世界纪录。
传统隧穿复合结结构采用ALD-SnO2/Au/PEDOT:PSS体系,存在两大技术瓶颈:超薄金属复合层在大面积制备中难以实现厚度均匀性控制,微小偏差会引发叠层底电池的寄生吸收问题,同时金属扩散会永久性损害器件稳定性;PEDOT:PSS材料的光学性能与化学稳定性不足,严重影响叠层结构的光学管理及长期可靠性。研究团队通过创新设计,采用纳米晶功能层替代传统金属复合层,并完全移除PEDOT:PSS空穴传输层,构建出无空穴传输层的隧穿复合结新结构。
新型组件采用65平方厘米的活性面积设计,通过界面连接层的结构重构,显著提升了光电转换效率。研究团队针对铅-锡窄带隙钙钛矿开发了2-甲氧基乙醇与四氢呋喃的二元共溶剂体系,结合刮涂工艺实现了大尺寸钙钛矿薄膜的均匀制备。这种工艺创新为叠层组件的规模化生产奠定了技术基础,同时保持了钙钛矿材料高吸光系数的优势——仅需亚微米级厚度即可完成高效光电转换。
该研究成果在空间光伏应用领域具有特殊价值。全钙钛矿叠层电池的宽光谱响应特性与轻量化优势,可显著降低航天器太阳翼的发射重量,并简化展开机构设计。研究团队通过材料体系与工艺创新,同时解决了传统结构的光学损失与稳定性问题,为下一代空间光伏系统提供了关键技术方案。
这项研究得到国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金等十余个科研项目资助。相关论文以"Nanocrystal-tailored junction for all-perovskite tandem solar module"为题,于2026年6月15日以快速预览形式在线发表于《自然》主刊。完整论文可通过访问https://www.nature.com/articles/s41586-026-10768-1获取。






